海水酸化及升温对刺参生长及能量收支的影响

以东亚浅海生态系统中的关键种——刺参(Apostichopus japonicus)为实验对象,研究了CO₂驱动的海水酸化及升温对其生长及能量收支的影响。实验设置对照组(大连近海水温, pCO₂ 400μatm)、升温组(大连近海水温+3℃, pCO₂ 400μatm)、酸化组(大连近海水温, pCO₂ 1100μatm)和酸化升温组(大连近海水温+3℃,pCO₂ 1100μatm)。结果表明:与对照组相比,温度升高3℃对刺参的生长无显著影响;酸化组刺参的特定生长率最低,较对照组降低0.19%/d,个体体重的变异系数最大;酸化升温组刺参的终末体重和特定生长率与对照组相较无显著差异,但其摄食率和排粪率均显著高于对照组。升温组和酸化组的刺参能量的分配模式与对照组相比未发生明显改变,但酸化升温组刺参的能量分配模式发生显著变化,其粪便能所占摄食能的比例显著升高。研究表明,海水酸化抑制了刺参的生长但未改变其能量的分配,生长的降低主要取决于摄食减少;而海水酸化与温度升高的共同作用可能会通过...     

夏眠对刺参(Apostichopus japonicus (Selenka))能量收支的影响

夏眠是刺参最重要的生理特征;水温升高是其夏眠的主要诱发因子,而夏眠的临界温度与刺参体重密切相关。为揭示刺参夏眠对其能量利用对策的影响,测定了2种体重规格(134.0±13.5)g和(73.6±2.2)g刺参在10、15、20、25℃和30℃5个温度梯度下的能量收支。结果表明,温度和体重及其交互作用对刺参能量的摄入均有显著影响;而温度是影响其摄食能分配的主要因素。研究发现,刺参在非夏眠期、夏眠临界期和完全夏眠期的能量利用对策有所不同:在非夏眠期,刺参摄食能支出的最大组分是粪便能,占摄食能的比例超过50%,其次为呼吸耗能,占19.8%～39.4%,而生长能和排泄能占的比例较小,分别为5.7%～10.7%和2.9%～3.7%;在夏眠临界温度下,呼吸和排泄耗能占摄食能的比例均显著增大(分别为88.3%和13.6%),而生长能所占比例降为负值(-55.3%),刺参表现为负生长;而在夏眠期,刺参的摄食能和排粪能为零,为维持其基本生理活动,不得不动用以往贮存于体内的能量,消耗于呼吸和排泄等生理过程,供维持生命之用。总之,从能量生物学的角度看,夏眠的主要生态学意义在于刺参长时间处于相对高温环境,进而导致摄食受阻条件下的一种能量节约方式。     

墨西哥湾扇贝精子的超微结构

报道了墨西哥湾扇贝成熟精子在SEM和TEM下的超微结构观察结果。墨西哥湾扇贝的精子为典型的原生型,精子全长约43～45μm,头部长约2．1～2．4μm。精子主要由头部、中段和尾部三部分组成。头部顶体明显突出,呈倒V形;顶体下方为细胞核,细胞核近似卵圆形。在细胞核内部或边缘,能观察到有一个或几个形状较为规则的核泡。中段的主要结构有线粒体和中心体,中段的横切面有4个线粒体围绕在中心体的周围。尾部细长,尾部鞭毛横切面为典型的“9 2”结构。     

双台子河口沉积物中细菌多样性分析

【目的】掌握双台子河口沉积物中细菌多样性及其群落结构的季节变化特征。【方法】于2009年4月、7月、10月和12月共4个航次在内陆河流入海口处进行四季样品的采集, 采用PCR-DGGE技术对沉积物中细菌多样性进行分析。【结果】通过序列比对发现, 该处沉积物中的细菌主要归属于5个细菌类群, 分别为变形菌门(52.6%)、放线菌门(15.8%)、拟杆菌门(10.5%)、酸杆菌门(5.3%)以及绿弯菌门(5.3%), 此外还有一部分分类地位尚不明确的细菌(10.5%)。在四季样品中变形菌门(52.6%)为优势菌群, 而在变形菌门中, δ亚群又占绝对优势地位。实验结果还显示四季沉积物中细菌Shannon-Wiener多样性指数范围为1.84?2.79, 且春夏两季沉积物中的Shannon-Wiener多样性指数比秋冬两季沉积物中Shannon-Wiener多样性指数大。【结论】双台子河口沉积物中的细菌多样性符合典型河口沉积物中细菌多样性的特征; 低温能导致沉积物中细菌多样性的减少。本研究为初步掌握双台子河口沉积物中细菌种类和组成状况提供了一定的参考, 同时也为该处海洋环境的监测及生物资源的保护提供了科学依据。     

刺参对筏式贝藻养殖系统不同碳、氮负荷自污染物的生物清除

针对我国北方浅海筏式贝藻养殖系统自身污染输出导致的环境问题,以滤食性贝类生物沉积物和海藻粉的不同配比来模拟贝藻筏式养殖系统不同碳、氮负荷的颗粒自污染物,研究了刺参摄取这些颗粒物后的碳、氮收支,评估了其对碳和氮生源要素的生物清除潜力。结果表明,刺参对筏式贝藻养殖系统不同配比颗粒自污染物中的碳和氮具有较强的摄食能力,摄食率分别为35.77～181.18mgC·g-1·d-1和6.08～14.28mgN·g-1·d-1;颗粒自污染物中碳和氮的含量越高,其摄食碳、氮的能力越强。刺参摄取的碳以粪便碳形式排出居多(59.3%～97.1%),其次是呼吸消耗的碳(9.9%～37.3%),而用于生长的碳最少(-7.0%～6.1%);刺参摄取的氮主要用于排泄消耗为主(53.1%～63.1%),粪便氮次之(27.7%～39.2%),用于生长的氮最少(-2.3%～16.7%)。通过建立的碳、氮收支方程,估算出刺参对筏式贝藻养殖系统不同碳、氮负荷自污染物的生物清除效率(SE)分别为0.83～4.57mgC·g-1·d-1和0.28～0.76mgN·g-1·d-1;而且其清除效率随着颗粒自污染物中碳、氮含量的升高而增大,呈明显的正相关关系;清除效率和碳(C)、氮(N)含量之间回归关系可用SEC=0.7368+14.9488C和SEN=0.2281+0.2202N来描述。     

文蛤的生物沉积和呼吸排泄过程及其在双台子河口水层-底栖系统中的耦合作用

为揭示河口埋栖性双壳贝类优势种类在水层——底栖系统中的生态耦合作用,利用生物沉积物捕集器和封闭式代谢瓶,于双台子河口现场研究了文蛤主要生理生态过程如生物沉积速率、耗氧率、排氨率和排磷率的季节变化。结果表明,文蛤的生物沉积速率、耗氧率、排氨率及排磷率均具有明显的季节变化:夏季最高,冬季最低。二龄及三龄文蛤个体的生物沉积速率周年变化分别为0.02—0.30 g-1个-1d-1、0.06—0.60 g-1个-1d-1;耗氧率变化分别为0.45—16.64 mg-1个-1d-1、1.03—30.51 mg-1个-1d-1;排氨率季节变化分别为0.001—0.14 mg-1个-1d-1、0.002—0.28 mg-1个-1d-1;排磷率季节变化分别为0.002—0.069 mg-1个-1d-1、0.003—0.16 mg-1个-1d-1。文蛤的生物沉积速率及呼吸排泄速率均受龄期制约:在同一季节,文蛤的单位个体生物沉积速率及呼吸和排泄速率均表现为二龄三龄。方差分析显示,季节、龄期及两者交互作用对文蛤生物沉积速率、耗氧率、排氨率及排磷率均有显著影响。基于不同季节双台子河口文蛤生物量(0.67个/m2、2.4 g/m2),估算出文蛤种群每年向该河口排放大约5321.90 t生物沉积物(干重)、1.43 t NH+4-N和0.93 t PO3-4-P,并且消耗大约221.59 t O2。研究结果表明,文蛤通过生物沉积及呼吸排泄作用,大大加强了双台子河口沉积物-水界面的物质交换通量,在双台子河口水层-底栖系统耦合作用中扮演着重要生态角色。     

龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)的生长、光合作用及其对扇贝排泄氮磷的吸收

研究了不同温度、光照条件下大型藻类龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)的生长和光合作用特性,及其对扇贝排泄氮、磷的吸收作用。结果表明温度与龙须菜的生长和光合作用显著相关,在本实验条件下,15~25℃都适宜龙须菜生长,其中20℃龙须菜具有较高的生长率(SGR),为2·8%/d;光合作用速率随温度升高和光照的增加而升高,30℃和120μmol/(m2·s)时最高,最大光合作用速率(Pmax)为5·0mg O2/(g dw·h)。龙须菜对扇贝排泄氮、磷有较强的吸收作用,其吸收率和去除效率与放养密度和养殖时间有关。对NH4-N和PO4-P的最大去除效率分别为83·7%和70·4%,最大吸收率分别为9·9μmol/(g ww·h)和4·3μmol/(g ww·h)。实验证明龙须菜生长温度范围和光照范围适合中国北方海区养殖,并且能有效吸收和去除扇贝排泄氮、磷,可以作为生物滤器与贝类及其他养殖动物进行综合养殖。     

刺参对浅海筏式贝类养殖系统的修复潜力

浅海筏式养殖滤食性贝类产生大量的粪便和假粪（总称生物沉积物），对海水养殖环境产生一系列影响；而沉积食性海参能够有效清除颗粒有机物，在海水养殖系统中扮演“清道夫”的生态角色.为评估刺参在浅海筏式贝类养殖系统中的生物修复潜力，本文在不同季节现场研究了贝 参混养模式下刺参对贝类生物沉积物的摄食及生长和排泄特征.结果表明: 刺参能够在新设计的养殖设施中与滤食性贝类混养，最大生长率达0.34%·d^-1; 并可通过摄食有效清除贝类生物沉积物, 摄食率为0.1746 g·g^-1·d^-1（夏季，21.2 ℃）、0.0989 g·g^-1·d^-1（秋季，19.2 ℃）和0.0050 g·g^-1·d^-1（冬季，7.7 ℃）；刺参主要通过排泄溶解形态的NH₄⁺N和PO₄^3- -P来促进沉积物中营养盐的再生，其排泄率也呈现明显的季节变化.基于现场试验数据，估算了刺参在桑沟湾的生物修复潜力, 刺参与贝类混养可摄食4.5～159.6 kg·hm^-2·d^-1生物沉积物、排泄1 382.5～3 678.1 mmol·hm^-2·d^-1NH₄⁺ -N及74.6～335.7 mmol·hm^-2·d^-1PO₄^3--P.表明刺参对浅海筏式贝类养殖系统具有较大的生物修复潜力，贝-参混养模式不仅能够取得较大的生态效益，而且能显著增加养殖生产的经济效益.     

龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)的生长、光合作用及其对扇贝排泄氮磷的吸收

研究了不同温度、光照条件下大型藻类龙须菜 (Gracilaria lemaneiformis)的生长和光合作用特性,及其对扇贝排泄氮、磷的吸收作用。结果表明温度与龙须菜的生长和光合作用显著相关,在本实验条件下,15～25℃都适宜龙须菜生长,其中20℃龙须菜具有较高的生长率(SGR),为2.8%/d;光合作用速率随温度升高和光照的增加而升高,30℃和120 μmol/(m^２•s)时最高,最大光合作用速率（Pmax）为5.0 mg O₂/(g dw•h)。龙须菜对扇贝排泄氮、磷有较强的吸收作用,其吸收率和去除效率与放养密度和养殖时间有关。对NH4-N和PO4-P的最大去除效率分别为83.7%和70.4%,最大吸收率分别为9.9 μmol/(g ww•h)和4.3 μmol/(g ww•h)。实验证明龙须菜生长温度范围和光照范围适合中国北方海区养殖,并且能有效吸收和去除扇贝排泄氮、磷,可以作为生物滤器与贝类及其他养殖动物进行综合养殖。     

利用线粒体COI和微卫星标记分析文蛤7个地理群体的遗传变异

利用线粒体细胞色素氧化酶亚基I(COI)和微卫星标记分析了文蛤7个地理群体(朝鲜新义州,辽宁丹东、蛤蜊岗和盘山,山东东营,江苏如东和启东)的遗传多样性和群体分化。PCR扩增获得142条602 bp的COI核苷酸片段,比对到13个变异位点,包括11个转换和2个颠换,定义了22个单倍型,共享单倍型12个,新义州、丹东和启东群体分别拥有特有单倍型。单倍型多样性最高的是如东群体(h=0.900),最低的是东营群体(h=0.600);核苷酸多样性最高的是丹东群体(π=0.00350),最低的是蛤蜊岗群体(π=0.00115)。基于COI数据的Fu's Fs中性检验和核苷酸不配对分析揭示文蛤种群历史上曾经历过群体扩张事件。分子变异分析(AMOVA)表明,群体内遗传变异占71.64%,群体间遗传变异占28.36%,群体间发生显著的遗传分化(P0.05)。7个微卫星标记扩增280个个体共获得54个等位基因,平均等位基因数为7.7个,平均观测杂合度和期望杂合度分别为0.3878和0.7996。江苏群体具有较高的遗传多样性,但7个群体间遗传多样性不存在显著差异(Kruskal-Wallis检验,P0.05)。Hardy-Weinberg平衡检验结果显示49个群体-位点组合中有18个偏离平衡(P0.05),表现为杂合子缺失。单倍型邻接(NJ)树显示聚类未展示地域性特色,但某几个同一或者相近地理群体的单倍型具有聚类现象(如东和启东部分单倍型出现地理聚类)。依据群体间遗传距离以Kimura 2-parameter为模型建立UPGMA系统发育树,显示丹东群体和江苏的如东和启东群体聚为一支,暗示江苏苗种的异地养殖已经污染丹东文蛤的遗传背景。